疫情防控下对输电运维模式变革的思考

疫情防控下对输电运维模式变革的思考

贾明辉

国网青海省电力公司检修公司 青海西宁 810000

摘要：2020年突如其来的新冠疫情，打破了输电线线路常规巡视模式，全国各地交通管控，社区采取严厉措施，人员流动显著下降，输电线路现场巡视工作一度停滞，疫情影响加快了输电运维模式向智能化、无人化变革，基于电力人工智能技术和无人机协同巡检的输电运维模式变革必将成为历史的潮流，本文结合330kV月石Ⅱ线智慧线路建设，阐述新的输电运维模式，探索输电运维变革方向。

关键词：疫情防控；输电运维模式变革；人工智能技术；无人机协同巡检

1 引言

2020年突入起来的新冠疫情对零售、电影、餐饮、旅游、交通、教培等行业冲击巨大，同时因交通管控严格，人员流动骤减，输电运维巡视人员无法抵达工作现场，对传统的“以人为主”输电巡视冲击依然巨大，甚至造成输电运维巡视工作一度暂停。有危必有机，纵观人类发展历史人类面临的每一次革命或危机，都催生了大量新行业的产生和发展。如2003年“非典”时期，当时电子商务还不被看好，但是令人意外的是阿里和京东却借势而起，现在“要么电子商务，要么无商可务”的口号已深入人心。在疫情防控常态化情况下，必须深入推进传统的“以人为主”的输电运维模式变革，基于电力人工智能技术和无人机协同巡检的输电运维模式必将成为新的历史选择。

2 输电运维线路特点

长期以来，由于输电线路点多、面广、线长的显著特点，造成输电运维工作存在“三个突出矛盾”。

一是日益增长的输电线路规模与人力资源短缺矛盾。

目前国网青海检修公司在运330kV及以上架空输电线路共计185回，长度13113公里，较2020年增加19回，长度增加1506公里，增幅13%。现有输电专业人员198人，较去年基本持平，人均运维线路长度达66公里。

二是输电线路分布与人员分布不均衡的矛盾。

近几年随着青藏联网工程、青新二通道工程、±800kV青豫线和新能源基地建设，青海电网逐步由末端电网向承担新能源输送重要任务的枢纽型电网转变，青海电网的重心逐步由东向西发展，形成“东西并重”的局面。而青海独特的高原环境及地形地貌，造成东西部生活条件差异巨大，青海东北部主要是阿尔金山和祁连山，峻岭较多，西部主要是沙漠和戈壁地形，人员分布稀少，南部主要是青藏高原，海拔在4000米以上，属于无人区，青海约80%人口聚集于东部的湟水河谷地和黄河谷地，人员分布呈现“东多西少”的特点。电网发展“东西并重”的局面，迫使输电运维人员向西部艰苦环境地区转移。

三是输电线路巡视活动与自然生态环境保护的矛盾。

青海省东西跨度1200公里，南北跨度800公里，面积约72万平方公里，相当于德国和芬兰两个国家的国土面积，青海省内有可可西里世界自然遗产、三江源自然保护等7个国家级自然保护区，仅可可西里和三江源保护区面积约占青海省面积的57%，在输电线路巡视中，人类和车辆活动不可避免的对生态环境造成扰动，不符合“绿水青山就是金山银山”的理念。同时局部沙漠、沼泽、盐湖、峻岭地形，造成单基塔巡视时间成本巨大，如位于黄河库区的公官Ⅰ线#112-#116需租用当地船只进入，位于积石峡山上的驼孟线Ⅰ线#65塔，需一整天时间到位，且山体陡峭、风化石较多，对巡视人员带来极大人身风险。

3 基于电力人工智能巡检技术应用

实际存在的“三个突出矛盾”及新冠疫情，督促我们对输电线路运维模式不断思考，随着“三型两网”、“泛在电力物联网”、“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”的目标提出以及疫情防控常态化需求，依托电力人工智能技术和无人机协同巡检技术，催生出新的输电运维模式。

电力人工智能巡检技术应用主要是指，利用具有人工智能技术和边缘计算技术的端侧设备，对输电设备状态进行初步诊断及告警，依托输电线路全景智慧监控云平台，实现多系统、多源信息数据的融合分析与深化应用。通过利用大数据、云计算等人工智能手段实现输电线路状态实时查询、主动评估、智能预警及精准运维。

端侧设备具有显著的三个特点。一是低功耗，要求正常情况下设备电源功耗低；二是微应用，要求具有边缘计算能力，选择性上传数据；三是同协议，要求各类在线监测设备产生的数字信号，使用统一协议传输，可实现一台通信设备上传。目前在端侧应用的设备主要包括输电通道监拍、山火隐患监测、导线连接器温度感知、导线舞动测量、导线振动测量、杆塔倾斜测量、现场气象数据收集、绝缘子表面泄露电流感知、雷电数据收集等。

输电线路全景智慧监控平台拥有预置图像识别算法模型。可以对视频监拍类设备采集的图像数据进行二次识别。在此之上，输电线路全景智慧监控平台可借助人工智能训练平台，对模型算法进行深度训练。再将训练好的模型算法更新到平台中，从而不断提升平台端的人工智能程度。

输电线路全景智慧监控平台整合现有专业系统。通过升级线路在线监测设备、优化数据通讯方式，全面提升线路风险自主预警和智能处置辅助能力，借助AI智能分析决策技术，推动线路运维模式和管理方式变革。目前平台模块主要包括线路通道可视化、线路本体状态在线监测、环境中心预警及分析、基础数据查询、移动作业应用、统计分析、辅助管理等。

输电线路全景智慧监控平台采用“省级部署、多级应用”模式。面向省、市专业管理人员和基层执行机构人员提供信息化使用工具，横向覆盖输电全业务场景，纵向满足省市两级数据汇总统计及专业管理需求，对上支撑开展数据分析及重大决策，对下服务基层执行机构人员。

4 基于无人机协同巡检技术应用

电力人工智能巡检技术应用，主要解决了输电线路通道及输电本体设备的全天候静态感知，无人机协同巡检技术主要是对输电线路开展精准化动态感知。

无人机协同巡检技术应用主要是指，通过无人机开展输电线路本体设备和通道快速精准化巡视，提高沙漠、沼泽、盐湖、高山峻岭等不同地形条件的巡视效率。利用无人机搭载不同设备实现线路精准测温、紫外检测、激光点云三维建模、交叉跨越测量等。无人机通过搭载智能巡检模块可开展自主巡检服务，配合4G/5G网络实现实时数据回传及缺陷分类储存。

无人机基础功能应用。2020年开展杆塔精细化巡视2.1万基，线路通道巡视9450公里，参与新建线路验收18回，参与五级以上电网保电65次，协助开展特巡108次，开展线路跳闸故障巡视21次。

无人机集群自主巡检技术应用。无人机集群“一控五”自主巡检，是利用物联网、人工智能、大数据分析、云计算等前沿技术，通过逻辑指令一键实现多架无人机同时自动巡检，是多机多任务协同作业的创新探索。无人机集群自主巡检中，无需遥控器操作，巡检人员在地面操作台发出启动指令后，多架无人机便可分别按照预先设定的路线和任务，自主起飞、自主巡检、自主返航，对输电线路进行360度无死角精准化检查，全程无需人工干预。

无人机多光谱综合巡检应用。通过无人机搭载红外相机，获取设备热红外信息，结合智能识别算法，监测导线、接头、构件的异常发热情况。通过搭载紫外成像设备，结合智能识别算法，检测绝缘子、均压环等金具构件的局部放电、电晕情况。采用固定翼无人机搭载高分辨率相机，对高压输电线路及两侧50米范围内进行视频及照片采集，查找违章搭建及山体异样等缺陷。

无人机点云三维建模应用。通过无人机搭载机载激光雷达或倾斜摄影模块，实现线路本体三维建模、空间测量、树障分析、地物分类识别、部分工况模拟分析及数字化运维软件开发等。

无人机其他技术应用。通过无人机搭载自动喷火装置，可实现输电线路异物清理，减少带电作业次数，避免线路故障跳闸。通过无人机进行牵引绳传递，快速实现输电线路封网工作，解决了交叉跨越江河、交通道路、山谷等复杂环境下的施工难题。

5 输电运维模式变革实践

2020年国网青海检修公司以330kV月石Ⅱ线为试点线路，开展输电运维模式变革实践，目前已完成1个平台搭建，10类设备应用，215套装置安装，15套移动终端应用和全线路激光点云扫描。试点建设的330kV月石Ⅱ线已实现初步实现“少人巡视”，最终所有线路将实现“无人巡视”，满足输电运维人员对美好生活的向往。

6 结论

输电运维模式变革就是利用电力人工智能技术和无人机协同巡检技术，全面替代人工体力劳动，实现通道环境全面可视、线路状态全面感知、运行数据全面融合，最终实现“无人巡视”的美好愿望，切实践行“绿水青山就是金山银山”的理念，彻底解决疫情防控等公共卫生事件引起的人员无法到达输电线路现场的问题。

参考文献：

[1] 《中华人民共和国传染病防治法》.2004.

[2] 《突发公共卫生事件应急条例》.国务院令第588号.2011.

[3] 《国家电网有限公司泛在电力物联网2019年建设方案》（国家电网互联〔2019〕380号）.

[4] 《泛在电力物联网建设大纲》（国网互联网部2019年3月）.

[5] 《国网设备部关于印发架空输电线路通道可视化管理规定的通知》.设备输电〔2021〕22号.

作者简介：

贾明辉（1988-），男，大学本科，工程师，工学学士，主要从事输电线路运维与检修工作，主持330kV月石Ⅱ线智慧线路建设，参与国网山东公司智慧输电线路验收。

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